Расширительный бак для водоснабжения: устройство гидробака, установка, расчет

Разновидности расширительных (мембранных) баков

Основных разновидностей этих емкостей — две.

Виды расширительный баков для холодной воды

Расширительный бак со сменной мембраной. Как становится понятно из названия, основной характерной особенностью является проведение замены мембраны, что дает определенные преимущества. Ее выемка осуществляется посредством специального фланца, закрепленного несколькими болтами. Есть некоторый нюанс — в устройствах, рассчитанных на большой объем с целью стабилизации мембраны проводят ее закрепление к ниппелю. Кроме того, жидкость, которая наполняет бак, присутствует внутри мембраны и не происходит ее взаимодействия с внутренней стороной устройства — в свою очередь, это свойство делает невозможным коррозию металла и ухудшение качества воды. Естественно, благодаря этой особенности, баки со сменной мембраной функционируют намного дольше. Следует отметить, что такие устройства делают и в горизонтальном, и в вертикальном исполнении.
Накопительный бак, оснащенный стационарной диафрагмой. Естественно, подобного рода модели уступают вышеприведенным устройствам по ряду параметров. Во-первых, из-за того, что происходит контакт воды непосредственно с внутренней стенкой бака, происходит коррозия металла и загрязнение воды. Мембрана, если выйдет из строя, замене не подлежит — накопительный бак придется покупать новый (разница в цене весьма ощутима). Некоторые модели покрываются изнутри специальными влагостойкими красками, однако они не дают вообще никакой защиты. Также есть горизонтальный и вертикальный тип прибора.

Принцип работы гидроаккумулятора при водоснабжении

Вода насосом накачивается из источника в полость бака до максимально установленного с помощью реле значения и растягивает мембрану. Объем воздуха во второй полости бака, таким образом, уменьшается. За счет этого сжатия общее давление в системе увеличивается до заданных параметров и насос выключается. В момент начала использования воды воздух начинает давить на мембрану и таким образом выталкивать воду из гидроаккумулятора. Избыточного давления, созданного в воздушной камере аппарата, хватит на некоторый временной период для того, чтобы расход воды (работа бытовой техники, мытье посуды и т.п.) происходил без запуска насоса. Как только давление в баке достигнет предустановленного для конкретной системы водоснабжения минимального порога, реле подаст сигнал на включение насоса и он начнет вновь заполнять бак водой из скважины (колодца). Затем цикл повторится.

При большом же расходе воды из автономного водопровода насос будет работать постоянно, обеспечивая точку потребления воды напрямую.

Параметры функционирования и объем расширительного бака, а также настройки подключенных к нему регулирующих датчиков рассчитываются по определенным формулам на основе:

характеристик насоса,
проекта монтажа трубопровода,
эксплуатационных требований подключенного к водопроводу оборудования,
предполагаемого водопотребления (какое количество человек будет пользоваться водой, как часто, в каком объеме),
этажности здания.

Правила подключения и возможные трудности

Как установить расширительный бак? Монтаж расширительного бака осуществляется по проекту, согласно инструкции. Лучше всего, конечно, доверить это дело специалисту или, по крайней мере, проконсультироваться со знающими людьми. Велик риск допустить оплошность, которую придется исправлять, затрачивая дополнительное время и средства.

В открытых системах отопления применяют открытые расширительные баки с резьбовым соединением в дне, необходимым для подключения к системе. Устанавливают их в самой верхней точке отопительной системы, что обусловлено элементарными законами физики, и необходимо для того, чтобы вода из системы не выливалась. Данный вид системы встречается сейчас нечасто, поскольку установка расширительного бака данного типа не всегда удобна.

В системах отопления закрытого типа применяют расширительные баки закрытого типа, который разделен внутри на две части. С одной стороны к нему подключают систему отопления, а с другой имеется клапан, который позволяет регулировать давление: стравить воздух, или же, напротив, подкачать. Изначально весь внутренний объем бака заполняет газ, который находится под избыточным давлением. Эту величину необходимо отрегулировать.

Монтаж расширительного бака осуществляется по проекту, согласно инструкции

Подключение расширительного бака закрытого типа можно выполнить практически в любом месте системы, разве что стоит избежать врезки непосредственно после насоса, чтобы избежать скачков в системе отопления. Принцип работы прост – при нагревании теплоносителя происходит его расширение, излишки заполняют пространство в мембранном баке, что препятствует росту давления в системе. При снижении температуры – недостающая жидкость выдавливается обратно в систему.

Лучше всего установить мембранный расширительный бак рядом с котлом, подключив к обратному трубопроводу перед насосом. Крепление должно быть прочным, поскольку в процессе эксплуатации его масса значительно увеличивается, поскольку бак заполняется водой или другим теплоносителем, который циркулирует в системе.

в непосредственной близости от места крепежа, схема подключения расширительного бака должна предусмотреть установку предохранительного клапана и манометра;
не допускается монтаж фильтров и установка клапанов на ответвлении, которое соединяет систему отопления и бак;
подключается запорная арматура;
подключать бак нужно с учетом перспективы и удобства его обслуживания.

Расширительный бак – необходимый и важный элемент систем отопления как закрытого, так и открытого типа. На стадии выбора расширительного бака для собственного дома нужно убедиться в наличии сертификата качества. Не лишним будет ознакомиться и с сертификатом безопасности, поскольку система отопления является немаловажным элементом комфорта и жизнеобеспечения

При таком подходе можно надеяться, что выбранный расширительный бак будет функциональным, надежным и долговечным, что немаловажно для рачительного хозяина

Назначение бака в системах открытого типа

Указанное приспособление используется в системах отопления для предотвращения ее поломок при увеличении объема и давления теплоносителя, что происходит при нагревании.

Если быть точным, то при повышении температуры воды, циркулирующей в системе, от 5 до 100 °C ее объем становится на 4% больше. И это много, так как деться ей в трубах и радиаторах некуда — там нет свободного места.

В расширительный бак открытого типа выдавливаются излишки теплоносителя из системы отопления, что исключает поломку ее частей в результате возросшего давления. Которое возникает потому, что воду нельзя сжать, а сама она заметно увеличивается в объеме при повышении температуры. После остывания теплоноситель возвращается в систему отопления

В результате несколько сот грамм в небольшой системе отопления или несколько литров в достаточно крупной повышают давление до критических значений и приводят к возникновению мощных гидроударов.

Что влечет за собой выдавливание прокладок, поломку фитингов, радиаторов и дорогостоящий ремонт – все это в самый неподходящий момент.

А после того как температура теплоносителя снизится, его излишки опять становятся необходимыми для эффективного функционирования системы, поэтому они должны быть возвращены, причем в полном объеме. В случае испарения запасы жидкости необходимо пополнять.

Гидробак открытого типа

Такие конструкции считаются устаревшими, так как не обеспечивают абсолютной автономности, и может лишь увеличить период между обслуживанием. Разогретая жидкость испаряется, и ее нехватку нужно ликвидировать, периодически подливая теплоноситель, восполняя его объем. Никаких диафрагм и груш не используется. Давление в системе появляется за счет того, что открытый гидробак монтируется на возвышенности (на чердаке, под потолком и т.д.).

Естественно, никакого давления воздуха в расширительном баке открытого типа нет. При расчете учитывают, что один метр водяного столба создает давление в 0,1 атмосфер. Однако есть способ автоматизировать добор воды. Для этого устанавливается поплавок, который при опускании открывает кран, а после наполнения резервуара поднимается, и перекрывает доступ воды в бак. Но в данном случае все равно нужно контролировать работу системы.

Монтаж гидробака открытого типа

Устройство открытого типа используется все реже, так как требует постоянного вмешательства пользователя в свою работу. Открытый расширительный бак — это негерметичная емкость, которая служит для образования давления в водопроводе, аккумулирования воды, а также служит в качестве расширительной камеры.

К баку подключают: кран для слива, патрубки для рециркуляционной и подающей трубы, контрольную и переливную трубу

Бак устанавливают выше самой верхней сантехнической точки, например, на чердаке, вода в систему поступает самотеком. Каждый метр, на который поднимается устройство, увеличивает давление в водопроводе на 0,1 атмосфер.

Чтобы автоматизировать процесс обеспечения водой, бак оснащают поплавковым переключателем и устанавливают автоматическое реле, которое будет включать и отключать насос.

Емкость монтируют в непромерзаемом помещении, накрывают крышкой от пыли и мусора, укутывают стенки минеральной ватой или другим утеплителем

Как работает и как устроен расширительный бак (вне зависимости от того, каков объем специальной емкости — 100, 200 литров или менее)?

Основная функция этого устройства заключается в поддержании давления в системе, осуществляющей подачу воды для частного дома или дачи. В большинстве случаев для водоснабжения применяются закрытые устройства мембранного типа. Расширительный бак для водоснабжения подобного типа — Это емкость с вмонтированной в нее резиновой мембраной, которая, в свою очередь, разделяет расширительный (накопительный) бак, вне зависимости от того, каков объем — 100 литров или менее, на две полости — одна из них будет заполнена водой, а вторая — воздухом. После того, как будет выполнен запуск системы, электронасос наполнит первую камеру. Естественно, что объем камеры, в которой будет находиться воздух, станет меньше. Согласно законам физики, при снижении величины объема воздуха в баке (опять же, вне зависимости от того, объем емкости будет 100 литров или же меньше) давление будет повышаться.

Устройство расширительного бака для холодной воды

При достижении давлением определенной отметки с последующим повышением, насос выключается в автоматическом режиме. Повторная его активация возможна только лишь в том случае, если давление опустится ниже установленного значения. Как следствие, вода станет поступать из водяной камеры бака (отдельной емкости). Подобный механизм действия (его постоянные повторения) автоматизированы. Показатель давления контролируется специальным манометром, который установлен на устройстве. Возможно изменение первичных настроек.

Основные функции вмонтированного в автономную систему водоснабжения расширительного бака (как специальной емкости) заключаются в следующем.

Установленный в системе или дачи мембранный расширительный бак (специальная емкость) выполняет сразу несколько функций:

Обеспечение стабильного давления в том случае, если в определенный момент насос не функционирует.
Емкость осуществляет протекцию системы водоснабжения честного дома или дачи от вероятного гидравлического натиска, который может возникнуть из-за резкого изменения напряжения в сети или в том случае, если же в трубопровод попадает воздух.
Сбережение под давлением незначительного (но строго определенного) количества воды (то есть, это устройство, по факту — ).
Максимальное снижение износа системы водоснабжения частного дома.
Применение расширительного бака позволяет не использовать насос, а воспользоваться жидкостью из резерва.
Одно из наиболее важных предназначений подобного рода устройств (в данном случае речь идет исключительно о мембранных расширительных емкостях) заключается в том, чтобы обеспечивалась подача максимально чистой воды жителям частного дома.

Схемы подключения гидробаков

Для системы горячего водоснабжения установку расширительного бака проводят на участке циркуляционной магистрали, всасывающей линии насоса, ближе к водонагревателю.

Бак оборудуется:

манометром, предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группа безопастности;
запорным клапаном с устройством, которое предотвращает случайное перекрытие.

В водопроводной системе, где присутствует водонагревательное оборудование, устройство берет на себя выполнение функций расширительного бака.

Схема установки в системе ГВ: 1 – гидробак; 2 – предохранительный клапан; 3 – насосное оборудование; 4 – элемент фильтрации; 5 – обратный клапан; 6 – кран запорный

В системе ХВ главное правило при установке гидроаккумулятора — монтаж в начале обвязки, ближе к насосу.

В схеме подключения обязательно присутствуют:

обратный и запорный клапан;
группа безопасности.

Схемы подключения могут быть очень разными. Подключенный гидробак нормализует работу оборудования, уменьшая количество включений насоса за единицу времени и этим продлевая срок его службы.

Схема монтажа в системе ХВ со скважиной: 1 – бак; 2 – обратный клапан; 3 – кран запорный; 4 – реле для регулировки давления; 5 – прибор управления насосным оборудованием; 6 – группа безопасности

В схеме с повысительной насосной станцией один из насосов работает постоянно. Такая система устанавливается для домов или зданий с высоким водопотреблением. Гидробак здесь служит в для нейтрализации скачков давления, а для аккумулирования воды устанавливают емкость как можно большего объема.

Принцип работы приспособления

Расширительный бак является частью простейших систем отопления, работающих согласно законов физики. Когда перемещение жидкости по трубам, радиаторам осуществляется самотеком, энергию для этого обеспечивает перепад давления.

В противном случае наличие бачка не будет давать нужного эффекта. Что не защитит от повышения давления, гидроударов и последующих за ними поломок.

Важным преимуществом открытых расширительных резервуаров является их доступность. К примеру, бак получится изготовить даже из подручных материалов, которых хватает на дачных участках, в подсобных помещениях частных домов. Расширительной может стать любая металлическая или пластиковая емкость нужного размера, о чем свидетельствует фото

Сам резервуар при холодном теплоносителе никакого участия в работе системы отопления не принимает.

Все меняется, когда жидкость разогревается до значительных температур и создает избыточное давление в трубах, радиаторах, так как в таких ситуациях ее излишек активно создается и выдавливается в расширительную емкость. Где он находится до момента остывания теплоносителя, после чего самотеком опять попадает в трубы и радиаторы, котел.

Описанная процедура выполняется циклично, то есть на протяжении всего периода эксплуатации резервуара.

Из-за того, что система отопления является открытой, как и сам бак, то компенсация последствий расширения не может выполняться без участия человека.

Причина в том, что теплоноситель, пребывая в прямом контакте с воздухом, испаряется, причем, чем больше он нагревается, тем активней происходит такая процедура.

В результате пользователю приходится регулярно осуществлять контроль наличного уровня воды. И по мере необходимости доливать ее.

Выполняется указанная операция с помощью ведра или другой емкости с водой. Это малоприятно, поэтому систему можно автоматизировать, организовав подачу воды от системы водообеспечения, причем от любой: локальной или централизованной.

Следует знать, что геометрические формы и точные расчеты в случае с открытой расширительной емкостью абсолютно не важны. Основным условием эффективной работы является размещение в самой верхней точке системы и наличие достаточного объема емкости до переливного патрубка

Кроме того, используя дополнительное оборудование описанную процедуру можно сделать полностью автономной.

Но в таком случае теряются важнейшие преимущества всех открытых баков и систем отопления:

дешевизна;
полная автономность, то есть независимость от работоспособности, исправности и наличия в помещении каких-либо инженерных систем.

Все процессы в открытом баке происходят согласно естественному круговороту, без помощи насосов и прочего оборудования.

В результате для того, чтобы расширительный резервуар гарантированно был полезным, габариты самой системы должны быть умеренными, то есть не стоит использовать ее для обогрева коттеджей и зданий, площадь которых превышает 100 м².

Оптимальным местом размещения расширительных емкостей являются теплые чердаки. Так как там гарантированно будет самая высокая точка системы, а еще такое решение позволяет спрятать конструкцию с низкими эстетическими свойствами подальше от глаз

Если указанное правило игнорировать, то это может привести к существенным финансовым потерям, так как придется выполнять ряд переделок для обеспечения эффективности работы бака и всей системы, как одного целого.

Кроме того, должна быть ограничена высотность. Так как очень проблематично добиться ожидаемого результата при попытке обогрева таким способом более, чем двухэтажного здания.

Правила подключения и возможные трудности

Монтаж расширительного бака осуществляется по проекту, согласно инструкции

в непосредственной близости от места крепежа, схема подключения расширительного бака должна предусмотреть установку предохранительного клапана и манометра;
не допускается монтаж фильтров и установка клапанов на ответвлении, которое соединяет систему отопления и бак;
подключается запорная арматура;
подключать бак нужно с учетом перспективы и удобства его обслуживания.

Схемы подключения гидробаков

Бак оборудуется:

манометром, предохранительным клапаном, воздухоотводчиком — группа безопастности;
запорным клапаном с устройством, которое предотвращает случайное перекрытие.

В системе ХВ главное правило при установке гидроаккумулятора — монтаж в начале обвязки, ближе к насосу.

В схеме подключения обязательно присутствуют:

обратный и запорный клапан;
группа безопасности.

Функции и принцип работы

Мембранный бак – это герметичный преимущественно металлический резервуар, состоящий из двух разделенных камер: воздушной и водяной. В роли разделителя выступает специальная резиновая мембрана – она, как правило, выполнена из крепкого бутила, который устойчив к развитию бактериальных микроорганизмов. Водяная камера оснащена патрубком, через который непосредственно подается вода. Главная задача расширительного мембранного бака – аккумулировать определенный объем воды и подавать ее по запросу пользователя под необходимым давлением. Но этим функции прибора не ограничиваются – также он:

защищает насос от преждевременной деформации: благодаря резерву воды насос включается не при каждом открывании крана, а только при опустошении бака;
предохраняет от перепадов давления воды при параллельном использовании нескольких кранов;
защищает от гидравлических ударов, которые потенциально могут происходить при включении насосной установки.

Функционирование прибора Принцип работы бака следующий. Когда насос включается, в водяную камеру под давлением начинает закачиваться вода, а объем воздушной камеры в это время уменьшается. Когда давление достигает максимально допустимой отметки, насос отключается, и подача воды прекращается. Затем по мере забора воды из бака давление снижается и, когда оно уменьшается до минимально допустимой отметки, насос вновь включается и возобновляет закачку воды.